СТРУКТУРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИРМЕКОКОМПЛЕКСОВ КОЛОЧНЫХ БЕРЕЗОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА

СТРУКТУРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИРМЕКОКОМПЛЕКСОВ
КОЛОЧНЫХ БЕРЕЗОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В УСЛОВИЯХ
ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА
Тультаева А., Савенкова И.В., Искакова Ж.
(СКГУ им. М.Козыбаева)
Муравьи являются одними из самых изученных семейств в мире насекомых. На
территории Республики Казахстан обитают 33 вида муравьёв. Наиболее часто встречаются
виды муравьёв из семейства Формицида (Formicidae) из двух его подсемейств: Мирмицина
(6 видов) и Формицина (11 видов).
Муравьи подсемейства мирмицина:
- муравьи-жнецы (Messor structor): типичные представители степей и пустынь.
Численность семьи 500-1000 муравьев. Гнезда в почве. Глубина гнезд Арало-каспийского
муравья-жнеца может служить индикатором грунтовых вод.
- муравей дерновый (Tetramorium caespitum): наиболее массовый род. Он получил
свое название за пристрастие к задерненным местообитаниям. Способность дерновых
муравьев образовывать так называемые диффузные гнезда(использование готовых
полостей и камер) делает их весьма пластичными. Проникая в жилище человека, они
расселяются по возможным щелям и укрытиям, просачиваются из комнаты в комнату, их
очень трудно вывести. Численность этих муравьев в природе высокая. Количество особей
в семье 80000 муравьев. Существенна их роль в почвообразовании (перемешивание слоев
почвы, улучшение водо- и воздухообмена), в минерализации древесных остатков и как
кормового ресурса для других животных.
- рыжая мирмика (Mirmica rubra): широко распространённый вид. Обитают в горах
Заилийского Алатау на высоте 1000-1500 метров над уровнем моря. Предпочитают луга
заросшие кустарником. Семья насчитывает от нескольких сотен до нескольких тысяч
особей. Часто отмечается симбиоз с гусеницами бабочек голубянок. Гнёзда строят под
камнями, кучками навоза, под корнями больных и мёртвых деревьев. Всеядные, а также
активные хищники.
- мирмика высокогорная (Mirmica lobicornis): муравьи живут в горах Заилийского
Алатау на высоте 1700-3000 метров над уровнем моря. На поверхность земли практически
не появляются. Питаются соком растений, нападают на различных животных, прячущихся
под камнями и в почве (насекомые, черви, ракообразные).
- остробрюхий муравей (Crematogaster sp.): один из трех наиболее многочисленных
муравьиных родов, который насчитывает более 400 видов. Обитают в предгорьях
Заилийского Алатау (Курдайский перевал) на каменистых холмах, поросших луговой
растительностью и редким низкорослым кустарником.
Муравьи подсемейства формицина:
- краснощёкий муравей минёр (Formica rufibarbis): широко распространённый вид.
Они формируют свои гнезда на открытой местности, в особенности на полях. Это вполне
объяснимо - насекомые являются термофильными и выживают только на территории,
которая почти круглосуточно освещена солнцем. Муравьи образуют свои гнезда не только
в верхних слоях чернозема, но и в песчаной почве, такие муравейники нуждаются в
поддержке растениями – различными травами, располагающимися вокруг муравейника.
Часто они организуют свои «дома» под небольшими камнями. Гнезда строят самые
разнообразные: в виде земляного бугра или без него с растительным мусором на вершине;
под корнями деревьев и т.д.
- муравей луговой (Formica pratensis): широко распространённый вид, встречается на
полянах, опушках и просеках сосновых боров; на песчаных почвах и легких суглинках;
108
полянах, опушках и вырубках молодых смешанных лесов. Гнезда его обычно рыхлые,
имеют форму конуса со сглаженным плоским куполом и широким земляным валом
диаметром до 3 м. Гнёзда строят на открытых полянах, заросших луговой растительностью.
Реже гнёзда встречаются в садах и в рощах. В питании существенную роль играют мертвые
насекомые и падь тлей, иногда поедают и живых насекомых. Каждое гнездо имеет четко
ограниченную территорию и не соединяется дорогами с соседними гнездами. В гнезде
лугового муравья проживает в среднем 50 000 – 70 000 особей.
- красноголовый муравей (Formica truncorum): муравьи обитают в рощах и по берегам
речек на нижних прилавках. Встречается в разреженных лесах и примыкающих к лесу
полянах. Часто строят гнезда на основе старых пней, оно состоит из купола и подземной
части. Хищный, довольно агрессивный муравей. Охотится практически во всех доступных
нишах: как на земле, так и на деревьях. В качестве источника углеводного корма могут
использовать различные виды тли.
- рыжий лесной муравей (Formica rufa): широко распространённый вид.
Обитают в горах, в зоне лиственных и хвойных лесов на высоте 1500-2000 метров над
уровнем моря. Купол муравейника конусообразный, построенный из хвои или
растительных остатков. Старые муравейники достигают высоты и ширины более одного
метра.
- рыжий древоточец (Formica sp.): обитают в рощах и садах на высоте 1100-1200 м.
над у.м. Гнезда строят в мертвой древесине, прогрызая там замысловатые галереи и залы.
Типы муравейников различны.
- амазонка рабовладелец (Polyergus rufescens): широко распространённый вид.
Населяет преимущественно умеренно влажные хвойные и лиственные леса. Муравейники
строятся на опушках, просеках, разреженных участках лесных биотопов. Вид избегает
полностью открытых мест и участков с сильным затенением. Истинные муравьи
рабовладельцы. Сами гнёзда не строят, а захватывают муравейники краснощёкого минёра,
превращая хозяев в рабов, которые кормят их, ухаживают за расплодом и выполняют все
работы по хозяйству.
муравей-древоточец
красногрудый (Camponotus
herculeanus):
широко
распространённый вид. На равнине южная граница ареала совпадает с северной границей
лесостепи, на север заходит в Заполярье. Гнезда строят в стволе погибшего или больного
дерева. Процветающий вид, который постепенно расширяет ареал распространения,
спускаясь с горных лесов на равнину.
- чёрный лазиус, черный садовый муравей (Lasius niger): широко распространённый
вид. Образуют большие колонии в садах и на горных лугах до высоты 1400 м. над у.м.
Гнёзда в виде кочек, пронизанных стеблями злаковых растений, иногда под камнями или
стволами упавших деревьев. В природе гнёзда чёрных лазиусов часто подвергаются
организованному нападению со стороны лугового муравья. Могут иногда вредить
сельскому хозяйству, в массе разводя тлей и червецов на листьях, стеблях и корнях
растений.
- жёлтый лазиус или жёлтый земляной муравей (Lasius flavus): достаточно
распространенный вид. Встречается в основном на лугах, иногда на окраинах лесопосадок.
Они ведут полностью подземный образ жизни. Охотятся в основном на скрытноживущих
подземных беспозвоночных. Крупные муравейники часто имеют надземную часть (так
называемая муравьиная кочка). Диаметр таких куполов может достигать 50 см и более.
Разводят корневых тлей.
- тугайный муравей древоточец (Camponotus lameeri): обычен в тугаях и оазисах
пустынной зоны. Полиморфный вид. Муравьи этого вида ведут сумеречный и ночной
образ жизни. Основу питания, очевидно, составляют мелкие насекомые и выделения тлей.
- рыжий лесной муравей (Formica rufa): вид встречающийся в Северо-Казахстанской
области. Муравейники состоят из хвоинок, мелких веточек, кусочков коры и растительного
мусора. Высота таких муравейников обычно составляет 0.5-0.7м, но иногда они достигают
высоты 1.5м. Началом для постройки гнезда зачастую служит старый пень. Население
109
средних гнезд насчитывает около 500.000 особей, а в крупных бывает до миллиона
муравьев. Каждое гнездо состоит из двух частей - надземной и подземной. Надземная часть
возвышается над почвой в виде кучки (купола или конуса) высотой до 1-1,5 м и шириной
до 2-2,5 (в поперечнике у основания). Эта часть построена из хвоинок, чешуек древесных
почек, кусочков коры, комочков почвы и различных растительных остатков. На
поверхности кучи виден ряд отверстий, ведущих в подземную часть гнезда [1-5].
В Северо-Казахстанской области рыжие лесные муравьи - наиболее реальная основа
для биологического лесозащитного комплекса.
Одним из факторов увеличения роли лесов в охране окружающей среды является
проведение защиты лесов от вредителей и болезней леса. Защита леса от вредителей и
болезней является одним из важнейших мероприятий по повышению продуктивности,
повышению биологической устойчивости, биоразнообразия и других функций лесных
насаждений. Для борьбы с вредителями леса проектируются биологические методы
борьбы, то есть привлечение птиц, поедающих вредных насекомых, путем развешивания
искусственных гнезд для них.
Мирмекологические исследования в умеренном поясе Евразии проводятся главным
образом в Восточной Европе и Западной Сибири, преимущественно в городах,
расположенных в пределах лесной и лесостепной зон. Северный Казахстан такими
работами, не затронут. Практически отсутствуют сведения о мирмекокомплексах колочных
лесов.
Цель исследований: изучить биоструктурные особенности мирмекокомплексов на
территориях березовых колков СКО (р-н Шал акына и района М. Жумабаева)
Объект исследований - рыжий лесной муравей.
Биология. Рыжий лесной муравей (Formica rufa) - вид средних по размеру муравьев
рода формика (Formica) из подсемейства формицины (Formicinae) семейства Formicidae.
Муравьи длиной около 7-14 мм, красно-бурого цвета, имеют крупную голову, половину
брюшка занимает кислая ядовитая железа, окруженная мощным мускулистым мешком.
При сокращении мышц яд выбрасывается на расстояние до нескольких десятков
сантиметров. Муравейники рыжих лесных муравьев иногда огромны - до 2 м в диаметре.
Распространение: леса умеренного пояса северной Евразии, леса Европы.
Материалом для работы послужили сборы в течение 2012-13 гг. Сбор материала
осуществлялся в степных березовых колочных лесах. Всего в ходе исследования было
подвергнуто камеральной обработке 82 муравейника.
Сбор материала осуществлялся стандартными методами: ручной сбор и ловушками
Барбера (ловчие банки объемом 0,3- 0,5 л, стеклянные или пластмассовые; вкапывали в
почву по горлышко) [6].
Для количественного учета использовались маршрутный метод и метод площадок [7,
8].
Для определения четкой терминологии использовались следующие системы понятий
и терминов: мирмекологическая терминология принята по работам А.А. Захарова [9] и
Ж.И. Резниковой [10]; понятийный аппарат о природно-антропогенных средах - по работам
Н.Ф. Реймерса [11].
Обследования мирмекокомплексов проводились в метрическом направлении:
учитывались количество муравейников на гектаре), их местонахождение относительно
расположения в древостое, диаметр, высота купола, а так же количество «живых» и
мертвых на гектар.
На участках березовых колков р-на Шал акына было обнаружено в среднем 7
муравьиных гнезд, из которых 3 – «мертвых», на участках березовых колков р-на М.
Жумабаева было обнаружено 5 гнезд, из которых 1 – «мертвый» (таблица 1).
Таблица 1 - Характеристика мирмекокомплексов лесных участков
Район обследования
Количество, шт/га
110
Количество, шт/га
р-н Шал акына
р-н М.Жумабаева
«живых»
3,8
3,4
7
5
«мертвых»
2,6
0,8
К концу обследования на территориях обследования были зафиксированы еще по
одному «молодому» гнезду. Данный факт в литературе объясняется с 2-х позиций: новое
гнездо может основать молодая самка, либо новое гнездо - результат деления старого,
когда достигнув достаточно высокой плотности населения, семья разделяется на части [12].
Муравейник - сложная постройка муравьев. Гнездо рыжих лесных муравьев состоит
из купола, внутреннего конуса, вала и подземной части со многими стволами глубиной до
1-2 м. Для характеристики размеров надземных построек муравьев были изучены основные
их параметры - диаметр и высота, динамика роста которых позволяет судить об
активности семьи и о состоянии гнезда - «растущее» или «затухающее» гнездо. По
показателям диаметра - муравейники имеют «растущие» гнезда, т.е. жизнедеятельность
муравьев довольно активна.
При определении размеров «зрелого» муравейника учитывались следующие
показатели: диаметр, высота купола и объем гнезда (таблица 2).
Таблица 2 - Размеры «зрелого» гнезда
Учитываемые показатели
d, см
h, см
V, м3
76,6
19,7
0,05
78,3
21,0
0,43
Район обследования
р-н Шал акына
р-н М.Жумабаева
Размер муравейника
очень малый
средний
Средние объемы муравейников территорий р-на Шал акына и р-на М. Жумабаева
составили в среднем 0,05 м3 (муравейник очень малого размера) и 0,43 м3 (муравейник
среднего размера) соответственно. Объем муравейников напрямую зависит от их высоты и
диаметра: гнезда муравейников р-на М. Жумабаева выше в среднем на 6,2%, и больше по
диаметру на 2,2%.
Форма куполов зависит от: освещенности, характера растительности, состава почвы и
ее влажности. Рыжие лесные муравьи строят свои муравейники в два этажа: купол над
землей и большая по размерам лабиринтообразная подземная часть, в которой
располагаются молодые семьи. Тип купола надземный или подземный. Характер вала
муравейника может быть внешним или внутренним [13].
Обследованные муравейники были различны по типу купола, его форме и характеру
вала (таблица 3).
Таблица 3 - Основные архитектурные параметры гнезда
Район
обследования
Учтено,
шт
р-н Шал акына
р-н М.Жумабаева
32
50
Тип*
НЗ ПЗ
100,0
100,0
-
Форма купола**
Характер вала***
У
К УК ПЛ ВШ
ВН
%
68,2 7,7 16,1 7,7 26,6 87,5
12,5
74,1 12,3 6,1
- 12,1 92,5
7,5
СФ
*НЗ – надземный, ПЗ– подземный
** СФ – сферическая, У – усеченная, К – коническая, УК - усечено-коническая, ПЛ - плоская
***ВШ – внешний, ВН внутренний
В колочных лесах р-на Шал акына все муравейники имеют надземное расположение;
отмечены все виды форм купола, причем подавляющее большинство имеют сферическую
(68,2%) и плоскую форму (26,6%); характер вала в основном внешний (87,5%). В колочных
лесах р-на М. Жумабаева все муравейники так же надземные; из всех форм не найдено
111
муравейников с усечено-коническим куполом; подавляющее большинство гнезд имеет
сферическую форму (74,1%). Характер вала в основном так же внешний (92,5%).
Заключение
1. В аборигенной мирмекофауне колочных лесов территории р-на Шал акына и р-на
М. Жумабаева достоверно зарегистрирован 1 вид муравьев - рыжий лесной.
2. Установлено, что рост гнезда, его архитектурные параметры и характеристики
активности в пределах одной природной зоны достаточно стабильны.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Литература:
Резникова Ж.И. Муравьи открытия и перспективы –М.: 2007. - С. 166–174.
Арнольди К. Муравьи рода Myrmica Latr. Средней Азии и Южного Казахстана - 1976. - С. 547–557.
Антонов И.А., Плешанов А.С. Ландшафтно-экологические комплексы муравьев Сибири //
Сибирский экол. журн. – 2008. – Т. 15, № 1. – С. 53-57.
Арнольди К. В. Зональные зоогеографические и экологические особенности мирмекофауны и
населения муравьев // Зоологический журнал. - 1968. - Т. 47. - № 8. - С. 1155-1178
http://innature.kz/articles.php?article_id=2143
Длусский Г. М. Муравьи северных склонов Таласского Алатау. // Тр. ин-та зоол. АН КазССР. 1962.
Т. 18. -С. 177-185.
Захаров А. А. Структура семьи и образование колонии у муравьев Formica s. str. (Hymenoptera,
Formicidae) // Зоологический журнал. -1974. -Т. 53. -№ 1. -С. 58 -65
Dlussky G. M. Nester von Lasius flavus (Hymenoptera, Formicidae).// Pedobiologia. 1981b. Bd 21. S. 8199.
Стриганова Б. Р., Захаров А. А. Пятиязычный словарь названий животных. Насекомые. -М.: Руссо,
2000. -548 с.
Резникова Ж.И. Муравьи открытия и перспективы // Усп. соврем. биологии. 2007. Т. 127. № 2. -С.
166-174
Реймерс Н. Ф. Краткий словарь биологических терминов. -М.: Просвещение, 1995. -367 с.
http://mir-nasekomyh.ru/muravey/muravej.html
Купянская А.Н. Муравьи (Hymenoptera, Formicidae) Дальнего Востока СССР. -Владивосток: ДВО
АН СССР, 1990. -220 с.
112